Śmierć Chmielewskiego wyszła na jaw przy okazji perturbacji związanych ze sprawą prowokacji, jakiej funkcjonariusze komunistycznej bezpieki (w tym i on) dopuścili się w 1983 na ks. Jerzym Popiełuszce kapelanie „Solidarności”. W mieszkaniu duchownego znaleziono wówczas ulotki, dynamit i amunicję. Materiały te zostały wcześniej podrzucone do mieszkania księdza przez esbeków. Prowokację tę skrupulatnie wykorzystał rzecznik antypolskiej junty Jaruzelskiego Jerzy Urban, do zorganizowania kłamliwej medialnej nagonki przeciwko duchownemu. Ta propaganda nienawiści stała się w opinii wielu powodem mordu na ks. Jerzym.

Wśród oskarżonych w sprawie prowokacji znaleźli się ci sami funkcjonariusze, którzy w 1984 roku później zamordowali duchownego. Z "przyczyn proceduralnych" sprawa przez parę lat nie mogła trafić na wokandę "wolnych sądów". Waldemar Chmielewski w sprawie prowokacji przy ul. Chłodnej nie przyznał się do niczego, odmówił także składania wyjaśnień.

Chmielewski miał wzorcowy życiorys. Był synem oficera SB, a córką esbeka była również jego żona. Po służbie w ZOMO ukończył Wyższą Szkołę MO i Akademię Spraw Wewnętrznych. Niedługo przed morderstwem księdza Popiełuszki obronił pracę magisterską pt. "Kardynał Wyszyński - wybrane zagadnienia z działalności polityczno-społecznej". W Służbie Bezpieczeństwa doszedł Chmielewski do stopnia porucznika. Był pracownikiem Samodzielnej Grupy "D" Departamentu IV MSW. W lutym 1985 w Toruniu został uznany za współwinnego zabójstwa ks. Jerzego. Prowadzony pod dyktando władz proces toruński trwał zaledwie 3 miesiące. Waldemar Chmielewski otrzymał najniższą karę z wszystkich oskarżonych.

7 lutego 1985 roku oskarżonych uznano za winnych i skazano. Pierwotnie kary były stosunkowo wysokie. Główny sprawca Grzegorz Piotrowski dostał 25 lat więzienia, Leszek Pękala - 15 lat, a Waldemar Chmielewski - 14 lat. Ich przełożony Adam Pietruszka został skazany na 25 lat pozbawienia wolności. Kilkanaście miesięcy później po amnestii zorganizowaną przez Czesława Kiszczaka (tego "człowieka honoru" zdaniem Michnika) Piotrowskiemu zmniejszono karę do 15 lat Pietruszce do 10 lat, Pękali do 6, a Chmielewskiemu do 4,5.

Chmielewski wyszedł na wolność w 1989 roku. W 1993 wrócił do więzienia na pół roku, ponieważ okazało się, że wyrok złagodzono mu bezpodstawnie.

Niedługo później zmienił tożsamość, przyjmując panieńskie nazwisko żony. Zachował jednak czujność, nie odbierał nawet domofonu. Pracował jako zaopatrzeniowiec, a później prowadził własna działalność gospodarczą.

Chmielewski – jak podaje „Do Rzeczy” - zmarł 5 września ubiegłego roku w wieku 68 lat. Został pochowany na jednym z warszawskich cmentarzy "po świeckiej ceremonii".